2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 第1講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解學(xué)案（含解析）.doc

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第1講　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解 主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活 知識(shí)點(diǎn)　　牛頓第一定律　Ⅱ 1．牛頓第一定律 (1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。 (2)意義 ①揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律。 ②揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。 (3)適用范圍：慣性參考系。 2．慣性 (1)定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。 (2)慣性的兩種表現(xiàn) ①物體不受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 ②物體受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。 (3)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。 (4)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 知識(shí)點(diǎn)　　牛頓第二定律　Ⅱ 單位制?、?.牛頓第二定律 (1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)表達(dá)式：F＝kma，當(dāng)F、m、a單位采用國際單位制時(shí)k＝1，F(xiàn)＝ma。 (3)適用范圍 ①牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系)。 ②牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。 2．單位制、基本單位、導(dǎo)出單位 (1)單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 ①基本物理量：只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理公式推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本物理量。 ②基本單位：基本物理量的單位。力學(xué)中的基本物理量有三個(gè)，它們是質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度，它們的單位千克、秒、米就是基本單位。 ③導(dǎo)出單位：由基本單位根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。 (2)國際單位制中的基本單位 知識(shí)點(diǎn)　　牛頓第三定律?、? 1．作用力和反作用力 兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一物體一定同時(shí)對(duì)前一物體也施加了力。 2．內(nèi)容 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。 3．表達(dá)式：F＝－F′。 4．意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系，體現(xiàn)了作用力與反作用力的相互依賴關(guān)系。 一 思維辨析 1．環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船處于完全失重狀態(tài)，沒有慣性。(　　) 2．牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例。(　　) 3．先有作用力，才有反作用力。(　　) 4．大小相等，方向相反，作用在同一直線上，而且作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力一定是作用力與反作用力。(　　) 5．力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，也屬于基本單位。(　　) 6．物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系。(　　) 答案　1.　2.　3.　4.　5.　6.√ 二 對(duì)點(diǎn)激活 1．(人教版必修1P70T1～3改編)(多選)下列對(duì)牛頓第一定律和慣性的分析正確的是(　　) A．飛機(jī)投彈時(shí)，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈，則能擊中目標(biāo) B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，還會(huì)落到原地 C．安全帶的作用是防止汽車剎車時(shí)人由于具有慣性仍向前運(yùn)動(dòng)而發(fā)生危險(xiǎn) D．向上拋出的物體，在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定受到了向上的作用力 答案　BC 解析　飛機(jī)投下的炸彈由于慣性做平拋運(yùn)動(dòng)，所以目標(biāo)在正下方時(shí)不能擊中；地球自西向東轉(zhuǎn)，人向上跳起后，由于慣性人也跟地球一起從西向東運(yùn)動(dòng)，故人仍落到原地；緊急剎車時(shí)，汽車停止運(yùn)動(dòng)，人由于慣性仍向前運(yùn)動(dòng)，容易撞傷，所以系上安全帶對(duì)人起到保護(hù)作用；向上拋出的物體，由于慣性，在空中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，而不是受到向上的作用力。所以B、C正確。 2．(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，以下說法中正確的是(　　) A．kg、m/s、N等單位為導(dǎo)出單位 B．kg、m、s都是基本單位 C．牛頓第二定律的表達(dá)式F＝kma，式中各物理量取國際單位時(shí)k＝1 D．在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是g 答案　BC 解析　kg為基本單位，故A錯(cuò)誤；kg、m、s是國際單位制中的基本單位，故B正確；F＝kma，質(zhì)量取“kg”，a取“m/s2”，F(xiàn)取“N”時(shí)k＝1，C正確；國際單位制中質(zhì)量的單位是kg，而不是g，故D錯(cuò)誤。 3.(人教版必修1P82做一做改編)(多選)用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(DIS)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)，把兩個(gè)測(cè)力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果(如圖所示)，分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線，以下結(jié)論正確的是(　　) A．作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生 B．作用力與反作用力作用在同一物體上 C．作用力與反作用力大小相等 D．作用力與反作用力的合力為零 答案　AC 解析　作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，故A、C正確，B錯(cuò)誤；作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上，不能求合力，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu) 考點(diǎn)1　牛頓第一定律的理解 對(duì)牛頓第一定律的四點(diǎn)說明 (1)明確慣性的概念：牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性——慣性。 (2)揭示力的本質(zhì)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 (3)理想化狀態(tài)：牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的。在實(shí)際情況中，如果物體所受的合外力等于零，與物體不受外力時(shí)的表現(xiàn)是相同的。 (4)與牛頓第二定律的關(guān)系：牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨(dú)立的。力是如何改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問題由牛頓第二定律來回答。牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律。 例1　伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直接的結(jié)論是(　　) A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置 B．如果小球不受力，它將一直保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài) C．如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變 D．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小 解題探究　(1)由題干可知，小球受到的阻力越小，小球上升的位置越高還是越低？ 提示：越高。 (2)直接結(jié)論包括推理過程后的結(jié)論嗎？ 提示：不包括。 嘗試解答　選A。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到的最直接的結(jié)論是如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置，A項(xiàng)正確；而小球不受力時(shí)狀態(tài)不變，小球受力時(shí)狀態(tài)發(fā)生變化，是在假設(shè)和邏輯推理下得出的結(jié)論，而不是實(shí)驗(yàn)的直接結(jié)論，所以B和C選項(xiàng)錯(cuò)誤；而D項(xiàng)不是本實(shí)驗(yàn)所說明的問題，故錯(cuò)誤。 總結(jié)升華 牛頓第一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時(shí)，要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣。 (2)如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力作用。因此，判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應(yīng)先分析物體所受的合外力情況。 [變式1－1]　(2018廣州執(zhí)信中學(xué)高三上學(xué)期期末)某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(　　) A．此同學(xué)無法取出羽毛球 B．羽毛球會(huì)從筒的下端出來 C．羽毛球筒向下運(yùn)動(dòng)過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會(huì)從上端出來 D．該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性 答案　D 解析　羽毛球筒被手擊打后迅速向下運(yùn)動(dòng)，而羽毛球具有慣性要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)從筒的上端出來，羽毛球筒受到羽毛球?qū)λ蛏系哪Σ亮?，而羽毛球受到筒?duì)它向下的摩擦力，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 [變式1－2]　如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2)隨車一起勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球(　　) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．無法確定 答案　B 解析　因小車表面光滑，因此小球在水平方向上不會(huì)受到外力作用，原來兩小球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時(shí)，由于慣性，兩小球的速度將保持原小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度不變，所以不會(huì)相碰，B正確。 考點(diǎn)2　牛頓第二定律的理解 牛頓第二定律的性質(zhì) 例2　(2018商丘模擬)(多選)關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．原來靜止在光滑水平面上的物體，受到水平推力的瞬間，物體立刻獲得加速度 B．加速度的方向與合力的方向總是一致的，但與速度的方向可能相同，也可能不同 C．在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，速度、加速度與合力的方向總是一致的 D．合力變小，物體的速度一定變小 解題探究　(1)a由誰決定？ 提示：由a＝知a由合力F和質(zhì)量m共同決定。 (2)a變小v一定變小嗎？ 提示：不一定，當(dāng)a與v同向時(shí)v變大；當(dāng)a與v反向時(shí)v變小。 嘗試解答　選ABC。 加速度與力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化，A正確；加速度的方向由合力方向決定，與速度方向無關(guān)，B正確；在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，合力方向決定加速度方向，加速度方向決定末速度方向，C正確；合力變小，物體的加速度一定變小，但速度不一定變小，D錯(cuò)誤。 總結(jié)升華 合力、加速度、速度間的決定關(guān)系 (1)只要合力不為零，物體就會(huì)產(chǎn)生加速度，與物體的速度無關(guān)。 (2)a＝是加速度的定義式，a與Δv、Δt無必然聯(lián)系；a＝是加速度的決定式，a∝F，a∝。 (3)合力與速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)；合力與速度反向時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)。 [變式2]　如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一個(gè)恒力F作用而運(yùn)動(dòng)，前方固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是(　　) A．木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B．木塊將立即做變減速直線運(yùn)動(dòng) C．在彈簧彈力大小等于恒力F時(shí)，木塊的速度最大 D．在彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊的加速度為零 答案　C 解析　木塊剛接觸彈簧時(shí)形變量較小，彈力小于F，木塊依舊做加速運(yùn)動(dòng)，只有彈力大于F之后，木塊才減速，故A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)彈簧處于最大壓縮量時(shí)，彈力大于F，彈力與恒力F的合力不為零，因此加速度不為零，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)3　牛頓第三定律的理解與應(yīng)用 1．作用力與反作用力的“六同、三異、二無關(guān)” (1)“六同”：①大小相同；②性質(zhì)相同；③同一直線；④同時(shí)產(chǎn)生；⑤同時(shí)變化；⑥同時(shí)消失。 (2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生效果不同。 (3)“二無關(guān)”：①與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；②與是否和另外物體相互作用無關(guān)。 2．一對(duì)平衡力與作用力、反作用力的比較 例3　(2018昆明模擬)(多選)如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫做“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說法中正確的是(　　) A．甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝 B．當(dāng)甲把乙勻速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大小等于乙對(duì)甲的拉力大小 C．當(dāng)甲把乙加速拉過去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力 D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的最大靜摩擦力大于地面對(duì)乙的最大靜摩擦力，所以甲獲勝 解題探究　(1)甲、乙兩人拉力大小有何關(guān)系？ 提示：兩人拉力大小相同。 (2)甲為什么獲勝？ 提示：地面對(duì)甲的最大靜摩擦力大于地面對(duì)乙的最大靜摩擦力。 嘗試解答　選BD。 甲對(duì)乙的拉力和乙對(duì)甲的拉力屬于作用力與反作用力，總是大小相等，與甲、乙運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故B正確，A、C錯(cuò)誤；地面對(duì)甲的最大靜摩擦力大于地面對(duì)乙的最大靜摩擦力，所以甲獲勝，D正確。 總結(jié)升華 應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的問題 (1)對(duì)于任何物體，在任何條件下牛頓第三定律都是成立的。不能錯(cuò)誤地認(rèn)為只有物體受力平衡時(shí)，牛頓第三定律才成立。 (2)作用力與反作用力雖然等大反向，但因所作用的物體不同，所產(chǎn)生的效果往往不同。 (3)作用力與反作用力只能是一對(duì)物體間的相互作用力，不能牽扯第三個(gè)物體。 [變式3－1]　(多選)如圖所示，用水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直墻壁上靜止，下列說法中正確的是(　　) A．水平力F跟墻壁對(duì)物體的彈力是一對(duì)作用力與反作用力 B．物體的重力跟墻壁對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力 C．水平力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)作用力與反作用力 D．物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的彈力是一對(duì)作用力與反作用力 答案　BD 解析　水平力F跟墻壁對(duì)物體的彈力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上，是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)誤；物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對(duì)物體豎直向上的靜摩擦力的作用，因物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，B正確；水平力F作用在物體上，而物體對(duì)墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個(gè)力不是平衡力，也不是相互作用力，C錯(cuò)誤；物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的彈力是兩個(gè)物體間的相互作用力，是一對(duì)作用力與反作用力，D正確。 [變式3－2]　沼澤地的下面蘊(yùn)藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘?bào)w，它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其上面行走時(shí)容易下陷(設(shè)在下陷過程中，泥炭對(duì)人的阻力不計(jì))。如果整個(gè)下陷的過程是先加速再減速最后勻速的運(yùn)動(dòng)，那么，下列說法中正確的是(　　) A．在加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)沼澤地的壓力大于人的重力 B．在減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)沼澤地的壓力小于人的重力 C．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，人對(duì)沼澤地的壓力是先大于后等于沼澤地對(duì)人的支持力 D．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，人對(duì)沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對(duì)人的支持力大小 答案　D 解析　沼澤地對(duì)人的支持力和人對(duì)沼澤地的壓力是一對(duì)相互作用力，二者大小相等、方向相反，故C錯(cuò)誤，D正確；加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力大于沼澤地對(duì)人的支持力，即人對(duì)沼澤地的壓力小于人的重力，故A錯(cuò)誤；減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度向上，重力小于沼澤地對(duì)人的支持力，即人對(duì)沼澤地的壓力大于人的重力，故B錯(cuò)誤。 1．方法概述 在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，如果不便于分析物體受到的某些力，則可以通過分析其反作用力來解決問題，牛頓第三定律將起到非常重要的轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的作用，使得我們對(duì)問題的分析思路更靈活、更寬闊。 2．常見類型 物體與地面(或其他受力未知的物體)相互作用，求物體對(duì)地面(或其他物體)的作用力。 3．解題思路 (1)根據(jù)所求問題應(yīng)用整體法或隔離法選擇研究對(duì)象。 (2)根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析。 【典題例證】 一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示。已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為f，則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力大小為(　　) A．Mg＋f B．Mg－f C．Mg＋mg D．Mg－mg [解析]　環(huán)在豎直方向上受重力及桿給它的豎直向上的摩擦力f，受力情況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力f′，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對(duì)它的支持力N及環(huán)給它的摩擦力f′，受力情況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根據(jù)牛頓第三定律，箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故選項(xiàng)A正確。 [答案]　A 名師點(diǎn)睛　題中箱對(duì)地面的壓力作用在地面上，因不能以地面為研究對(duì)象，這時(shí)必須轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，先以箱為研究對(duì)象，求地面對(duì)箱的支持力，再通過牛頓第三定律求箱對(duì)地面的壓力。而求地面對(duì)箱的支持力時(shí)，要先分析箱的受力；求環(huán)對(duì)桿的摩擦力時(shí)，也要轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，先以環(huán)為研究對(duì)象，求桿對(duì)環(huán)的摩擦力，再通過牛頓第三定律求環(huán)對(duì)桿的摩擦力。 【針對(duì)訓(xùn)練】 (2018保定模擬)(多選)如圖，一個(gè)人站在水平地面上的長(zhǎng)木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均處于靜止?fàn)顟B(tài)，三者的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，則(　　) A．箱子對(duì)木板的摩擦力方向向右 B．木板對(duì)地面的摩擦力方向向左 C．木板對(duì)地面的壓力大小為3mg D．若人用斜向下的力推箱子，則木板對(duì)地面的壓力會(huì)大于3mg 答案　AC 解析　以箱子為研究對(duì)象，水平方向上，木板對(duì)箱子的摩擦力與人推箱子的力平衡，所以，木板對(duì)箱子的摩擦力方向向左，根據(jù)牛頓第三定律，箱子對(duì)木板的摩擦力方向向右，A正確；以整體為研究對(duì)象，地面對(duì)木板的支持力與整體所受的重力平衡，所以地面對(duì)木板的支持力為3mg，根據(jù)牛頓第三定律，木板對(duì)地面的壓力大小為3mg，C正確，D錯(cuò)誤；以整體為研究對(duì)象，地面對(duì)木板的摩擦力為0，所以木板對(duì)地面的摩擦力為0，B錯(cuò)誤。 高考模擬 隨堂集訓(xùn) 1．(2016全國卷Ⅰ)(多選)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則(　　) A．質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同 B．質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直 C．質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同 D．質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變 答案　BC 解析　由題意知此恒力即為質(zhì)點(diǎn)所受合外力，若原速度與該恒力在一條直線上，則質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變的；若原速度與該恒力不在一條直線上，則質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，速度與恒力間夾角逐漸減小，質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量是不變的，但速率的變化量是變化的，A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由牛頓第二定律知，質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總與該恒力方向相同，C項(xiàng)正確。 2.(2017上海高考)如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，懸線一端固定于地面，另一端拉住一個(gè)帶電小球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。忽略空氣阻力，當(dāng)懸線斷裂后，小球?qū)⒆?　　) A．曲線運(yùn)動(dòng) B．勻速直線運(yùn)動(dòng) C．勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．變加速直線運(yùn)動(dòng) 答案　C 解析　在懸線斷裂前，小球受重力、電場(chǎng)力和懸線拉力作用而處于平衡狀態(tài)，故重力與電場(chǎng)力的合力與拉力等值反向。懸線斷裂后，小球所受重力與電場(chǎng)力的合力大小、方向均不變，故小球?qū)⒀卦瓉響揖€拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確。 3．(2017上海高考)一碗水置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水面形狀接近于圖(　　) 答案　A 解析　當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，碗內(nèi)的水由于慣性，保持原來較大的速度向右運(yùn)動(dòng)，則只有圖A所示的情形符合要求，故A正確。 一題多解　“微元體”的選取 由于液體內(nèi)任一部分所受合力水平向左，故可在液體內(nèi)部任意位置取一個(gè)立方體，則右側(cè)面處的壓強(qiáng)必大于左側(cè)面處的壓強(qiáng)，由液體的壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知，液體內(nèi)同一水平線上各點(diǎn)從左到右距液面高度依次增大，故A正確。 4.(2016上海高考)如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，球所受合外力的方向沿圖中的(　　) A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 答案　D 解析　當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度的方向水平向右，由牛頓第二定律可知，小球所受合外力的方向水平向右，即沿圖中OD方向，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 5．(2018江西紅色七校模擬)牛頓在總結(jié)C雷恩、J沃利斯和C惠更斯等人的研究結(jié)果后，提出了著名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關(guān)系，從而與牛頓第一定律和牛頓第二定律形成了完整的牛頓力學(xué)體系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說法正確的是(　　) A．物體先對(duì)地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對(duì)物體產(chǎn)生支持力 B．物體對(duì)地面的壓力和地面對(duì)物體的支持力互相平衡 C．人推車前進(jìn)，人對(duì)車的作用力大小等于車對(duì)人的作用力大小 D．物體在地面上滑行，物體對(duì)地面的摩擦力大于地面對(duì)物體的摩擦力 答案　C 解析　物體對(duì)地面的壓力與地面對(duì)物體的支持力屬于作用力與反作用力，同時(shí)產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤；人對(duì)車的推力與車對(duì)人的推力也是作用力與反作用力，大小相等，故C正確；地面對(duì)物體的摩擦力和物體對(duì)地面的摩擦力也屬于作用力與反作用力，大小也相等，故D錯(cuò)誤。 配套課時(shí)作業(yè) 　　時(shí)間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～6為單選，7～10為多選) 1．遠(yuǎn)在春秋戰(zhàn)國時(shí)代(公元前772～前221年)，我國杰出學(xué)者墨子認(rèn)為：“力，刑之所以奮也?！薄靶獭蓖靶巍?，即物體；“奮，動(dòng)也”，即開始運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)墨子這句關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)的理解，下列說法不正確的是(　　) A．墨子認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 B．墨子認(rèn)為力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 C．此觀點(diǎn)與亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同 D．此觀點(diǎn)與牛頓關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同 答案　C 解析　“力，刑之所以奮也?！笔钦f力是使物體開始運(yùn)動(dòng)的原因或力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，使物體產(chǎn)生加速度的原因，此觀點(diǎn)與牛頓關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同。而亞里士多德認(rèn)為有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止。故C錯(cuò)誤，A、B、D正確。 2．(2018安徽巢湖模擬)在某次交通事故中一輛載有30噸“工”字形鋼材的載重汽車由于避讓橫穿馬路的電動(dòng)車而緊急制動(dòng)，結(jié)果車廂上的鋼材向前沖出，壓扁駕駛室。關(guān)于這起事故原因的物理分析正確的是(　　) A．由于車廂上的鋼材有慣性，在汽車制動(dòng)時(shí)，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，壓扁駕駛室 B．由于汽車緊急制動(dòng)，使其慣性減小，而鋼材慣性較大，所以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng) C．由于車廂上的鋼材所受阻力太小，不足以克服其慣性，所以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng) D．由于汽車制動(dòng)前的速度太大，汽車的慣性比鋼材的慣性大，在汽車制動(dòng)后，鋼材繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng) 答案　A 解析　汽車制動(dòng)時(shí)，由于受到摩擦力，汽車快速停止；而車上的鋼材由于慣性，會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致駕駛室被壓扁，故A正確；慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，質(zhì)量不變，慣性不變，故B、D錯(cuò)誤；慣性是物體的基本屬性，不能被克服，故C錯(cuò)誤。 3．在解一道文字計(jì)算題(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題)時(shí)，一個(gè)同學(xué)解得x＝(t1＋t2)，用單位制的方法檢查，這個(gè)結(jié)果(　　) A．可能是正確的 B．一定是錯(cuò)誤的 C．如果用國際單位制，結(jié)果可能正確 D．用國際單位制，結(jié)果錯(cuò)誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確 答案　B 解析　根據(jù)公式x＝(t1＋t2)，因?yàn)榱Φ膯挝皇荖，時(shí)間單位是s，質(zhì)量單位是kg，故等式右邊的單位是Ns/kg，據(jù)1 N＝1 kgm/s2知1 Ns/kg＝1 m/s，等號(hào)左邊的單位是m，故等式不成立，與所用單位是否為國際單位制無關(guān)，故B正確。 4.(2018福建六校聯(lián)考)2016年8月16日1時(shí)40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征二號(hào)丁”運(yùn)載火箭，成功將“墨子號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預(yù)定軌道。關(guān)于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是(　　) A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)反作用力，從而讓火箭獲得了向前的推力 B．火箭尾部噴出的氣體對(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動(dòng)力 C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進(jìn)的動(dòng)力 D．衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道之后，與地球之間不存在相互作用 答案　A 解析　火箭升空時(shí)，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對(duì)相互作用的物體，火箭向下噴氣時(shí)，噴出的氣體同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動(dòng)力，此動(dòng)力并不是由周圍的空氣提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)，故B、C錯(cuò)誤，A正確；火箭運(yùn)載衛(wèi)星進(jìn)入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力，即衛(wèi)星吸引地球，地球吸引衛(wèi)星，這是一對(duì)作用力與反作用力，D錯(cuò)誤。 5.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上以加速度a水平向右加速滑行，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，若長(zhǎng)木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小和方向一定為(　　) A．μ1(m＋M)g，向左 B．μ2mg，向右 C．μ2mg＋ma，向右 D．μ1mg＋μ2Mg，向左 答案　B 解析　長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受兩個(gè)力：木塊對(duì)長(zhǎng)木板向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為f1＝μ2mg，地面對(duì)長(zhǎng)木板向左的靜摩擦力f2，據(jù)平衡條件得f2＝f1＝μ2mg，根據(jù)牛頓第三定律，長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小為μ2mg，方向向右，故B正確。 6.如圖所示，在質(zhì)量為m的物體上加一個(gè)豎直向上的拉力F，使物體以加速度a豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)阻力，下面說法正確的是(　　) A．若拉力改為2F，物體加速度為2a B．若質(zhì)量改為，物體加速度為2a C．若質(zhì)量改為2m，物體加速度為 D．若質(zhì)量改為，拉力改為，物體加速度不變 答案　D 解析　據(jù)題意得F－mg＝ma，計(jì)算得出a＝－g，若拉力改為2F，物體的加速度a1＝－g≠2a，故A錯(cuò)誤；若質(zhì)量改為，則加速度a2＝－g≠2a，故B錯(cuò)誤；若質(zhì)量改為2m，則加速度a3＝－g≠，故C錯(cuò)誤；若質(zhì)量改為，拉力改為，則加速度a4＝a，故D正確。 7.(2018南通市如皋高三質(zhì)檢)2016年里約奧運(yùn)會(huì)上中國奧運(yùn)隊(duì)共獲得26枚金牌、18枚銀牌和26枚銅牌，排名獎(jiǎng)牌榜第三位。如圖所示，吊環(huán)運(yùn)動(dòng)員將吊繩與豎直方向分開相同的角度，重力大小為G的運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)，左邊繩子張力為T1，右邊繩子張力為T2，則下列說法正確的是(　　) A．T1和T2是一對(duì)作用力與反作用力 B．T1和T2的合力與重力G是一對(duì)作用力與反作用力 C．T1和T2的合力大小等于重力的大小G D．運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開時(shí)，T1和T2都會(huì)變大 答案　CD 解析　作用力與反作用力必須作用在相互作用的兩個(gè)物體上，T1與T2作用在同一個(gè)物體上，故A錯(cuò)誤；兩繩作用力T1和T2的合力與運(yùn)動(dòng)員的重力是一對(duì)平衡力，大小相等，故B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員兩手緩慢撐開時(shí)，吊繩與豎直方向的夾角增大，由于T1和T2的合力不變，所以T1和T2都會(huì)變大，故D正確。 8.(2018山東青島調(diào)研)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如圖所示，則有(　　) A．人對(duì)木箱底的壓力大小為G2＋F B．人對(duì)木箱底的壓力大小為G2 C．木箱對(duì)地面的壓力大小為G2＋G1－F D．木箱對(duì)地面的壓力大小為G1＋G2 答案　AD 解析　對(duì)人隔離受力分析有：豎直向下的重力G2、向下的作用力F′、向上的支持力FN，由牛頓第三定律與平衡條件可得FN＝G2＋F′＝G2＋F，根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)木箱底的壓力大小為G2＋F，A正確，B錯(cuò)誤；將人與木箱看成一個(gè)整體，可得木箱對(duì)地面的壓力大小為G1＋G2，C錯(cuò)誤，D正確。 9.(2018鄂東聯(lián)考)一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，下端懸掛一小球，彈簧和小球的受力如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．F1的施力者是彈簧 B．F2的反作用力是F3 C．F3的施力者是小球 D．F4的反作用力是F1 答案　BC 解析　F1即為球的重力，施力者為地球，A錯(cuò)誤；F2是彈簧對(duì)小球的拉力，其反作用力是小球?qū)椈傻睦3，B、C正確；F4是天花板對(duì)彈簧的拉力，其反作用力是彈簧對(duì)天花板的拉力，D錯(cuò)誤。 10.如圖所示，當(dāng)車向右加速行駛時(shí)，一質(zhì)量為m的物塊緊貼在車廂壁上，且相對(duì)于車廂壁靜止。下列說法正確的是(　　) A．在豎直方向上，車廂壁對(duì)物塊的摩擦力與物塊的重力平衡 B．在水平方向上，車廂壁對(duì)物塊的彈力與物塊對(duì)車廂壁的壓力是一對(duì)平衡力 C．若車的加速度變小，則車廂壁對(duì)物塊的彈力減小 D．若車的加速度變大，則車廂壁對(duì)物塊的摩擦力也變大 答案　AC 解析　物塊受三個(gè)力，水平方向受彈力FN，且FN＝ma，故a減小，F(xiàn)N減小，C正確；豎直方向受重力和車廂壁對(duì)物塊的靜摩擦力f，且f＝mg，a增大，f不變，故A正確，D錯(cuò)誤；在水平方向上，車廂壁對(duì)物塊的彈力與物塊對(duì)車廂壁的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，故B錯(cuò)誤。 二、非選擇題(本題共2小題，共30分) 11.(14分)如圖所示，底座A上裝有一根直立桿，其總質(zhì)量為M，桿上套有質(zhì)量為m的圓環(huán)B，它與桿有摩擦。當(dāng)圓環(huán)從底端以某一速度v向上飛起時(shí)，圓環(huán)的加速度大小為a，底座A不動(dòng)，求圓環(huán)在升起和下落過程中，水平面對(duì)底座的支持力分別是多大？ 答案　(M＋m)g－ma　(M－m)g＋ma 解析　圓環(huán)上升時(shí)，兩物體受力如圖甲所示，其中Ff1為桿給環(huán)的摩擦力，F(xiàn)f2為環(huán)給桿的摩擦力。 對(duì)圓環(huán)：mg＋Ff1＝ma， 對(duì)底座：FN1＋Ff2－Mg＝0， 由牛頓第三定律得：Ff1＝Ff2， 聯(lián)立可得：FN1＝(M＋m)g－ma； 圓環(huán)下降時(shí)，兩物體受力如圖乙所示， 對(duì)圓環(huán)：mg－Ff1′＝ma′， 對(duì)底座：Mg＋Ff2′－FN2＝0， 由牛頓第三定律得：Ff1′＝Ff2′， 聯(lián)立解得：FN2＝(M－m)g＋ma。 12.(16分)如圖所示，圓環(huán)(包括鋼絲AB)的質(zhì)量為M，經(jīng)過圓心的豎直鋼絲AB上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今讓小球沿鋼絲AB以初速度v0豎直向上運(yùn)動(dòng)，要使圓環(huán)對(duì)地面無壓力，則小球的加速度和小球能達(dá)到的最大高度是多少？(設(shè)小球不會(huì)到達(dá)A點(diǎn)) 答案　g　 解析　由牛頓第三定律知，若圓環(huán)對(duì)地面無壓力，則地面對(duì)圓環(huán)無支持力，取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受重力mg和鋼絲對(duì)小球豎直向下的摩擦力Ff，由牛頓第二定律得mg＋Ff＝ma， 由牛頓第三定律可知小球?qū)︿摻z有豎直向上的摩擦力Ff′＝Ff， 對(duì)圓環(huán)受力分析可知，圓環(huán)受重力Mg和豎直向上的摩擦力Ff′作用，則Mg＝Ff′， 由以上各式解得a＝g， 小球沿鋼絲做勻減速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得上升的最大高度 x＝＝。